Неинвазивная структура хирального оптического микрореактора для высокоэффективных квантово-точечных диодов с круговой поляризацией

LI Deer ,  

LUO Haolin ,  

ZENG Qunying ,  

LIN Lihua ,  

LI Fushan ,  

摘要

В светоизлучающих диодах с круговой поляризацией (CP-LED) долгие годы существовала сложность в обеспечении высокой асимметрии круговой поляризации излучения (glum) и высокой внешней квантовой эффективности (External quantum efficiency, EQE) одновременно. Основная причина заключается в том, что традиционные подходы часто зависят от хиральных светящихся материалов или хиральных слоев переноса заряда, что неизбежно жертвует эффективностью переноса заряда и радиативной рекомбинацией устройства. Для решения этих проблем в статье предлагается неинвазивная, разграничиваемая парадигма функциональной структурной разработки, заключающаяся в построении хирального оптического микрореактора (Chiral optical microcavity, COM), состоящего из двухслойной хиральной жидкокристаллической (CLC) структуры и металлического зеркала, в котором высокоэффективный, но нехиральный квантово-точечный эмиттер интегрируется в макроскопическую хиральную фотонную среду без изменения структуры излучающего материала и инжекции зарядов, обеспечивая эффективное управление круговой поляризацией излучения. Такая структура сочетает селективное отражение CLC и резонанс мод микрорезонатора Фабри-Перо, позволяя излучению многократно взаимодействовать с хиральной селективностью и усилением мод, значительно увеличивая разницу интенсивностей между левыми и правыми компонентами, а не полагаясь на однократный эффект хиральной фильтрации. На основе этого механизма изготовленные красные CP-QLED показывают высокий glum ≈ 0.75 круговой поляризации излучения, сохраняя при этом высокую внешнюю квантовую эффективность до 24.3% и яркость устройства около 194468 кд/м2 при 8 В. Работа раскрывает эффективный путь декуплинга хиральной функциональности и эффективности излучения через макроскопическую фотонную структуру и предлагает обобщенную стратегию координации функциональных материалов и фотонных структур для структурного дизайна высокопроизводительных электрооптических устройств с круговой поляризацией, представляя важную справочную ценность для будущих полноцветных CP-QLED дисплеев и интегрированной оптоэлектроники.

关键词

квантово-точечный светодиод;хиральные жидкие кристаллы;микрорезонатор Фабри-Перо;круговая поляризация

阅读全文